1. Trang chủ
  2. » Tất cả

P4-full -

20 2 0

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Định dạng
Số trang 20
Dung lượng 334,17 KB

Nội dung

PHẦN IV: TÍNH TỐN KIỂM NGHIỆM TRỤC 4.1.Chọnkhớpnối Momenxoắntínhtốn: Tt = k.T Với: T = 663101,88(Nmm)  Tt = 994652,82 (Nmm) + Chọnnốitrụcvịngđànhồi[ trabảng 16.10a(II)] Ta chọnnốitrụccócáckíchthứcsau: T d D dm L l d1 D0 100 50 21 95 17 11 90 16 Z nmax B B1 l1 D3 l2 285 42 40 36 40 +trabảng16.10b(II)=>kíchthướcbảnvịngđànhồi: T dc d1 d2 l l1 l2 l3 h 125 18 M12 25 80 42 20 36 Ta có: Ft = 2T/D0 =(2 663101,88)/160 = 8288,77 (N)  Fk = 0,1.Ft = 0,1 8288,77= 828,88(N) Điềukiệnsứcbềndậpcủavòngđànhồi: = ==2,4 (Mpa)Ta chọn đường kính trục điểm A đường kính trục điểm C , vậy: dA=dC=35(mm) -Tính cho trục II a Xác định lực tác dụng lên trục II Lược đồ lực tác dụng lên trục II Ft FXF Fr2 E G FxH H F O FYH FYF Fk L22=79 L23=79 x k L21=158 - Các lực tác dụng lên trục II gồm có: + Mơmen xoắn trục II, MII = 663101,88 (Nmm); +Lực vòng: Ft2= 5383.81(N) +Lực cản lại hướng chuyển động, lực vòng khớp nối: FtKn=828,88N + Lực hướng kính: Fr2 = 1959.55 (N) Áp dụng phương trình cân tĩnh học cho trục II ta có: Theo phương X ta có: ∑ m (F H ∑ X (F K ) = XF l21-Ft2 l22-FtKn.(l23+l21)= XF= (Ft2.l22+FtKn.(l23+l21))/ l21 =(5383.81.79+828,88 (158+79))/158 =3992,93N k ) ∑ m (F k = - XF+Ft2-XH+FtKn =0 XH =- XF + Ft2 +FtKn = - 3992,93+ 5383.81+828,88= 2219,76N Theo phương Y ta có: H ⇔ ) = - YF l21+ Fr2 l22=0 YF=Fr2 l22/ l21 = 1959,55.79 /158 = 979,78 N ∑Y (F k ) = YH- Fr2+YF=0 YH = -YF+ Fr2=-979,78+1959.55 = 979,78N Vậy chiều YFvà YH đúng với chiều chọn • Xét mặt cắt trục II sb - Theo phần chọn sơ đường kính trục ta có: d II = 50 (mm), vật liệu chế tạo trục thép 45, cải thiện, có σb ≥ 600 MPa,; theo bảng 10.5[I] tr 195, ta có trị số ứng suất cho phép vật liệu chế tạo trục là: y z [σ] = 50 MPa Đường kính mặt cắt trục xác định theo công thức:10.17 [[I] Tr 194: M td 0,1.[σ ] d= Trong đó: Mtd - Mô men tương đương mặt cắt, tính theo cơng thức sau: Cơng thức 10.16 [I] Tr 194: Mtđ= M x2 + M y2 + 0,75.M z2 Mtd = • Xét mặt cắt trục II: + Xét mặt cắt trục điểm H - điểm lắp ổ lăn với vỏ hộp giảm tốc; - Mômen uốn M yH M xH = =0 TH - Mômen xoắn = - Mtd=0 + Xét mặt cắt trục điểm G - điểm có bố trí rãnh then lắp bánh trụ lớn: - Mô men uốn = YH.l22= 979,78.79 - = 77401,83 (Nmm); - Mô men uốn : - = - XH l22= - 2691,9.79=- 212660(Nmm) Mô men xoắn MZ= T= -663101,88(Nmm); - Mô men tương đương mặt cắt G: M td G = = 617246,66 (Nmm); - Kích thước trục mặt cắt G: dG = = 49,79(mm) Do mặt cắt G có rãnh then nên đường kính trục cần tăng thêm 4%, theo ta tính đường kính trục mặt cắt G là: dG = 49,79+ 49,79.0,04= 51,78 (mm); ta chọn dG = 55 (mm) + Xét mặt cắt trục điểm F - điểm có lắp vịng bi với lỗ hộp giảm tốc: - Mơmen uốn M xF My - Mụ men uốn My - = (Nmm) F : F =FtKn.l23=828,88.90=74599,2 (Nmm); Mô men xoắnMZ: T = -663101,88(Nmm); - Mô men tương đương mặt cắt F: M td P = = 579088,18 (Nmm); - Kích thước trục mặt cắt F: dF = = 48,74 (mm); - Ta chọn : dF = 50 mm Như để tăng khả công nghệ trình chế tạo trục, đồng chọn ở lăn, ta chọn kích thước ngừng trục F H nhau: dF = dH = 50 (mm) + Xét mặt cắt trục vị trí lắp khớp nối E: - Mơmen uốn M Ex M - = 0; E y Mômen uốn = 0; Mômen xoắn MZ: T= -663101,88(Nmm); Mômen tương đương mặt cắt E: M K td = = 574263,07(Nmm); - Kích thước trục mặt cắt E: dE = = 48,61(mm) Ta chọn dE = 48 (mm) 48 3.Tính kiểm nghiệm trục độ bền mỏi: Kết cấu trục vừa thiết kế đảm bảo độ bền mỏi hệ số an toàn tiết diện nguy hiểm thỏa mãn điều kiện sau đây: Công thức 10.19 [I] Tr 195 : sσj sτj sσj MZ + sτj sj = ≥ [s] Trong : [s] - hệ số an toàn cho phép, [ s] =(1,5….2,5); lấy [s]= sσj , sτj - hệ số an toàn xét riêng ứng suất pháp hệ số an toàn xét riêng ứng suất tiếp mặt cắt j 50 Mx Công thức 10.20 10.21 [I] Tr 195 : sσj = σ −1 K σdj σ aj + σ mjψ σ τ −1 K τdjτ aj + ψ τ τ mj s τ j= Với σ-1,τ-1 - giới hạn mỏi xoắn ứng với chu kỳ đối xứng, với thép 45 có σb = 750 MPa; theo[I] trang 196: My⇒σ-1 = 0,436 σb = 0,436 850 = 327 MPa τ-1 = 0,58 σ-1 = 0,58 327= 189,66 MPa ψσ ,ψτ - hệ số kể đến ảnh hưởng trị số ứng suất trung bình tới độ bền mỏi, bảng 10 7,[1], Tr 197 với σb = 750 MPa, ta có: ψσ = 0,1 ; ψτ = 0,05 - Đối với trục quay, ứng suất uốn thay đổi theo chu kỳ đối xứng nên: Công thức 10.22 [I] 196 : Mj σmj = ; σạj = σmaxj = Với : Wj σa, τa, σm biên độ trị số trung bình ứng suất pháp tiếp mặt cắt mà ta xét Khi trục quay chiều ứng suất xoắn thay đổi theo chu kỳ mạch động, vậy: Công thức 10.23 [I] 196 : τ max j Tj 2.Woj τmj = τạj = = Với Wj , Woj - mô men cản uốn mô men cản xoắn tiết diện j trục Theo bảng 10 [ I ],Tr 196: trụccó2rãnh then Vớitrụccóđườngkínhlà d = 30-38(mm), trabảng 1a [ I ]Tr 173: , ta cóthơngsốcủa then bằng: b = 10 (mm), h=8 mm, chiềusâurãnh then +trêntrụct1 = (mm) +trênlỗ t2=3,3 mm Bánkínhgóclượncủarãnh +nhỏnhất :0,25 mm +lớnnhất : 0,4 mm Ta kiểm nghiệm cho mặt cắt điểm có lắp bánh trục I - vị trí điểm B: ( M xB ) + ( M yB ) B u M = = = 264317,7 (Nmm); Mô đun chống uốn mặt cắt là: π d B3 32 WxB = - = – = 5365,34 (mm3) σajB = = 49,26 (N/mm2 ) Mô đun chống xoắn mặt cắt là: TB = TI = 172282,02(Nmm); B W = - = – =10752,38 (mm3) Từcôngthức (10.23)[I] Tr 196, với: TB 2.W0B ⇒ τajB = τBmj = = = 8,01 (N/mm2 ) Hệ số Kσdj Kτdj xác định theo công thức (10.25 và10.26 )[I] Tr 197sau: Kσ + K x −1 εσ Ky Kσdj = Kτ + K x −1 ετ Ky Kτdj = Trong đó: Kx - hệ số tập trung ứng suất trạng thái bề mặt phụ thuộc vào phương pháp gia cơng độ nhẵn bóng bề mặt Theo bảng ( 10.8,[1] Tr 197) , ta có : Kx = 1,09 , với σb =850 MPa, tiện đạt Ra 2,5…0,63; Ky - hệ số tăng bền bề mặt trục, tra bảng 10 [I]tr197, ta chọn với phương pháp gia cơng tăng bền bề mặt tơi dịng điện tần số cao, ta có: Ky = 1,65 εσ , ετ- hệ số kể đến ảnh hưởng kích thước mặt cắt trục, trục làm vật liệu thép bon có đường kính d =38 (mm), theo bảng ( 10.10,[ 1], ta có: εσ = 0,88 , ετ = 0,81; Kσ , Kτ - trị số hệ số tập trung ứng suất thực tế bề mặt trục, trục có rãnh then gia cơng dao phay ngón Theo bảng [10.12 ,[1] Tr 199 , ta có: Kσ = 1,9475 ; Kτ = 1,795; Thay giá trị vào, ta được: Kσdj = = 1,4 Kτdj = = 1,4 Thay kết vào ,ta tính được: sσj = = 4,74 sτj = = 16,32 Theo CT 10.19 [I] Tr 195, ta tính được: s = = 4,55> [s] = Ta kiểm nghiệm cho mặt cắt điểm có lắp Vịng bi với lỗ hộp giảm tốc trục I : - vị trí điểm C: ( M xC ) + ( M yC )2 C u M = π dC3 = = 94648,5 Nmm 32 WC = - = = 4187,81mm3 ⇒ σajC = = 22,6(N/mm2 ) Mô đun chống xoắn mặt cắt là: W C = - = = 8397,06 (mm3) TC 2.W0C ⇒ τajC = τmjC = = = 10,26(N/mm2 ) Hệ số Kσdj Kτdj xác định theo công thức sau: Kσ + K x −1 εσ Ky Kσdj = Kτ + K x −1 ετ Ky Kτdj = Trong đó: Kx - hệ số tập trung ứng suất trạng thái bề mặt phụ thuộc vào phương pháp gia công độ nhẵn bóng bề mặt Theo bảng 10 [I] Tr 197 , ta có : Kx = 1,09 , với σb = 750 MPa, tiện đạt Ra 2,5…0,63; Ky - hệ số tăng bền bề mặt trục, tra bảng 10 [I] Tr 197, ta chọn với phương pháp gia cơng tăng bền bề mặt tơi dịng điện tần số cao, ta có: Ky = 1,7 εσ , ετ- hệ số kể đến ảnh hưởng kích thước mặt cắt trục, trục làm vật liệu thép bon có đường kính d =35 (mm), theo bảng 10 10 [I] Tr 198 , ta có: εσ = 0,90 , ετ = 0,85 ; Kσ , Kτ - trị số hệ số tập trung ứng suất thực tế bề mặt trục, trục có rãnh then gia cơng dao phay ngón Theo bảng 10 12 [I] Tr 199 , ta có: Kσ = 1,9475 ; Kτ = 1,795; Thay giá trị , ta được: Kσdj = = 1,33 Kτdj = = 1,3 Thay kết vào , ta tính được: sσj = = 10,88 sτj = = 13,69 ta tính được: sj = = 8,52> [s] = Kiểm nghiệm cho trục II: Ta kiểm nghiệm cho mặt cắt điểm G có lắp bánh trục II - vị trí điểm G: Theo bảng 10 [ I ],Tr 196: trụccó2rãnh then Vớitrụccóđườngkínhlà d = 55(mm), trabảng 1a [ I ]Tr 173: , ta cóthơngsốcủa then bằng: b = 16 (mm), h=10 mm, chiềusâurãnh then +trêntrụct1 = 6(mm) +trênlỗ t2=4,3 mm Bánkínhgóclượncủarãnh +nhỏnhất :0,25 mm +lớnnhất : 0,4 mm ( M xG ) + ( M yG ) = = = 191683,43 (Nmm) π dG3 32 WG = - = 16291,06 (mm3) ⇒ σGaj = = 11,77 (N/mm2 ) Tính ứng suất tiếp: Mz = TII = 663101,88(Nmm); π dG3 G 16 W = - = 32624,89 (mm3) ⇒ τGaj = τGmj = = = 10,16 (N/mm2) Hệ số Kσdj Kτdj xác định theo công thức sau: Công thức 10.25 10.26 Tr 197: Kσ + K x −1 εσ Ky Kσdj = Kτ + K x −1 ετ Ky Kτdj = Trong đó: Kx - hệ số tập trung ứng suất trạng thái bề mặt phụ thuộc vào phương pháp gia cơng độ nhẵn bóng bề mặt Theo bảng 10 [I] Tr 197 , ta có : Kx = 1,09 , với σb = 850 MPa, tiện đạt Ra 2,5…0,63; Ky - hệ số tăng bền bề mặt trục, tra bảng 10 [I] Tr 197, ta chọn với phương pháp gia công tăng bền bề mặt tơi dịng điện tần số cao, ta có: Ky = 1,6 εσ , ετ- hệ số kể đến ảnh hưởng kích thước mặt cắt trục, trục làm vật liệu thép bon có đường kính d =55 (mm), theo bảng 10 10 [I] Tr 198, ta có: εσ = 0,83 , ετ = 0,77 ; Kσ , Kτ - trị số hệ số tập trung ứng suất thực tế bề mặt trục, trục có rãnh then gia cơng dao phay ngón Theo bảng 10 12 [I] Tr 199, ta có: Kσ = 1,9475 ; Kτ = 1,795; Thay giá trị vào, ta được: Kσdj = = 1,52 Kτdj = = 1,51 Thay kết vào cơng thức10.20 10.21 Tr 195, ta tính được: sσj = = = 19,19 sτj = = 11,97 Theo Cơng thức 10 19 Tr 195, ta tính được: s = = 10,52> [s] = Vậy theo tính tốn kiểm nghiệm bền trục I trục II đảm bảo độ bền mỏi 4.Kiểm nghiệm trục độ bền tĩnh: Để tránh biến dạng dẻo lớn phá hỏng trục tải đột ngột, ta cần tiến hành kiểm nghiệm trục độ bền tĩnh theo công thức: Công thức 10.27 [I] Tr 200: σtd = σ + 3τ ≤ [σ] Trong đó: σ = M max 0,1.d (10.28 [I] Tr 200) Tmax 0,2.d τ= (10.29 [I] Tr 200) Mmax , Tmax - mô men uốn lớn mô men xoắn lớn mặt cắt nguy hiểm lúc tải Theo biểu đồ mơ men, ta có: Kqt = 1,4 ; Mmax = Mu Kqt Tmax = T Kqt [σ] = 0,8 σch , với thép 45 cải thiện có: σch = 450 MPa; ⇒ [σ] = 0,8 450 = 360 MPa 4.1)Kiểm nghiệm cho trục I: Mặt cắt nguy hiểm trục I vị trí B, với: B u Mmax = M Kqt = 264317,7.1,4 = 370044,78 (Nmm) Tmax = TI Kqt = 172282,02.1,4 = 241191,83 (Nmm) dB = 38 (mm) ⇒ σ = = 67,44 (N/mm2) ⇒ τ = = 21,98(N/mm2) Thay vào Cơng thức 10.27 [I] Tr 200: ta tính được: σtd = = 77,44(MPa) < [σ] = 360 (MPa) -Mặt cắt nguy hiểm trục I vị trí C, với: C u Mmax = M Kqt = 94648,5.1,4 = 132507,9(Nmm) Tmax = TI Kqt =172282,02.1,4 = 241194,83 (Nmm) dC = 35 (mm) ⇒ σ = = 30,91(N/mm2) ⇒ τ = = 28,13(N/mm2) Thay vào Công thức : σtd = =57,69(MPa) < [σ] = 360 (MPa) 4.2)Kiểm nghiệm cho trục II: Mặt cắt nguy hiểm trục II vị trí G, với: G u Mmax = M Kqt = 226308,11.1,4 = 316831,35 (Nmm) Tmax = TII Kqt = 663101,88.1,4 = 928342,63(Nmm) dG= 54 (mm) ⇒ σ = = 19,04 (N/mm2) ⇒ τ = = 27,9 (N/mm2) Thay vào Công thức 10.27 [I] Tr 200: σtd = = 51,94(MPa) < [σ] = 360 (MPa) Mặt cắt nguy hiểm trục II vị trí F, với: F u Mmax = M Kqt = 74599,2.1,4 = 104438,88 (Nmm) Tmax = TII Kqt = 663101,88.1,4 = 928342,63 (Nmm) dF= 50 (mm) ⇒ σ = = 8,36 (N/mm2) ⇒ τ = = 37,13 (N/mm2) Thay vào Công thức 10.27 [I] Tr 200: σtd = = 64,86 (MPa) < [σ] = 360 (MPa) Vậy trục I trục II đảm bảo độ bền tĩnh h.Tínhkiểmnghiệmđộbền then: 1.Truc I: Momenxoăntruc I: T1 = 172282,02Nmm a.Thenlăptrênbanhđai: Đươngkínhlăpbanhđai: d = 30 mm Dưavaobang9.1a [I] Tr 173 ta chọn then băng co kíchthươc: b h t1 t2 10 mm mm mm 3,3 mm Kiểmnghiệm then: Theo điềukiệnbềndâp: (Côngthưc 9.1) [I] Tr 173: σd = 2T ≤ [σ d ] d lt ( h − t1 ) Trongđo:T =T1 = 172282,02Nmm Lt:Chiềudaithen(bang 9.1a) Lt = (0,8 – 0,9)lm12 = (0,8–0,9)60= (48 – 54) ChọnLt=50 mm σd [ ]:Ứngsuấtdậpchophép [σ d ] Dựavàobảng 9.5chọn = 100 MPa(va đậpnhẹ) σd= = 76,57MPa< [σd] Vâythenđambaobềndâp Theo điềukiệnbềncăt(Côngthưc 9.2) [I] Tr 173 τc = [τ c ] 2T ≤ [τ c ] d lt b :Ứngsuấtcắtchophép(trang 174) [τ c ] Then làmbằngthép 45 chịutảitrọngvađậpnhẹ, chọn = 60 MPa τc= = 22,97MPa< [τc] Vây then đambaobềncăt =>Nhưvây then đambaobền b.Thenlăpbanhrăng: Đươngkínhtruclăpbanhrăng d =38 mm Trabang 9.1a ta chọn then băng co kíchthươc : b h t1 t2 10mm mm mm 3,3 mm Chọnlt= 55 mm Kiểmnghiệm then: Theo điềukiệnbềndâp: σd = 2T ≤ [σ d ] d lt ( h − t1 ) σd= = 54,95MPa< [σd] Vây then đambaobềndâp Theo điềukiệncăt: τc = 2T ≤ [τ c ] d lt b τc= = 16,49MPa< [τc] Vây then đambaobềncăt Nhưvây then đambaođộ bền 2.Truc II: Momenxoăntruc II: T2 = 663101,88Nmm a.Thenlăptrênbanhrăng: Đươngkínhtruclăpbanhrăng: d = 55 mm valm23 =75 mm Dưavaobang 9.1a ta chọnthenbăngco kíchthươc: b h t1 t2 16 mm 10 mm mm 4,3 mm Kiểmnghiệmthen: Theo điềukiệnbềndâp: σd = 2T ≤ [σ d ] d lt ( h − t1 ) Lt = (0,8-0,9)lm23 = (0,8 – 0,9)75 = (60 – 67,5 ) Chọn Lt = 65 mm σd= =92,74MPa< [σd] Then đambaobềndâp Theo điềukiệnbềncăt: τc = 2T ≤ [τ c ] d lt b τc= = 23,18MPa< [τc] Then đambaobềncăt =>Vậy then đảmbảobền ... điểm B - điểm có lắp bánh với trục hộp giảm tốc: Tại B: M xB M xB - Mô men uốn =-YA.( l11-l13) = -1 498,56.(15 8- 79) =-1 18386,24(Nmm) B y B y - Mô men uốn M : M =XA.( l11-l13) =3060,75.(15 8- 79)=... ΣmA(Fk) = -Ft1 (l1 1- l13) + XC.l11+ Frdx( l11+l12)= XC=( Ft1.(l1 1- l13) - Frđx( l11+l12 ))/ l11 = (5383,81.( 158 - 79 )-6 14,6.(158 + 77))/158 = 1777,79 (N) ΣX(Fk)= XA- Ft1+XC+ Frđx=0 ⇔ XA=Ft1-XC- Frđx=5383,8 1-. .. giảm tốc; - Mômen uốn M yH M xH = =0 TH - Mômen xoắn = - Mtd=0 + Xét mặt cắt trục điểm G - điểm có bố trí rãnh then lắp bánh trụ lớn: - Mô men uốn = YH.l22= 979,78.79 - = 77401,83 (Nmm); - Mô men

Ngày đăng: 22/03/2017, 09:06

w